C++拷貝構造函數的幾個細節

一 拷貝構造函數是C++最基礎的概念之一，大家自認爲對拷貝構造函數了解麼？請大家先回答一下三個問題:

1. 以下函數哪個是拷貝構造函數,爲什麼?

X::X(const X&);
X::X(X);
X::X(X&, int a=1);
X::X(X&, int a=1, b=2);

 2. 一個類中可以存在多於一個的拷貝構造函數嗎?

3. 寫出以下程序段的輸出結果, 並說明爲什麼? 如果你都能回答無誤的話，那麼你已經對拷貝構造函數有了相當的瞭解。

#include
#include

struct X {
  template<typename T>
  X( T& ) { std::cout << "This is ctor." << std::endl; }

  template<typename T>
    X& operator=( T& ) { std::cout << "This is ctor." << std::endl; }
};

void main() {
  X a(5);
  X b(10.5);
  X c = a;
  c = b;
}

 

解答如下：

1. 對於一個類X,如果一個構造函數的第一個參數是下列之一:
a) X&
b) const X&
c) volatile X&
d) const volatile X&
且沒有其他參數或其他參數都有默認值,那麼這個函數是拷貝構造函數. 

X::X(const X&);  //是拷貝構造函數
X::X(X&, int=1); //是拷貝構造函數

 2.類中可以存在超過一個拷貝構造函數, 

class X {
public:
  X(const X&);
  X(X&);            // OK
};

注意,如果一個類中只存在一個參數爲X&的拷貝構造函數,那麼就不能使用const X或volatile X的對象實行拷貝初始化.

class X {
public:
  X();
  X(X&);
};

const X cx;
X x = cx;    // error

如果一個類中沒有定義拷貝構造函數,那麼編譯器會自動產生一個默認的拷貝構造函數.
這個默認的參數可能爲X::X(const X&)或X::X(X&),由編譯器根據上下文決定選擇哪一個.

默認拷貝構造函數的行爲如下:
 默認的拷貝構造函數執行的順序與其他用戶定義的構造函數相同,執行先父類後子類的構造.
 拷貝構造函數對類中每一個數據成員執行成員拷貝(memberwise Copy)的動作.
 a)如果數據成員爲某一個類的實例,那麼調用此類的拷貝構造函數.
 b)如果數據成員是一個數組,對數組的每一個執行按位拷貝.
 c)如果數據成員是一個數量,如int,double,那麼調用系統內建的賦值運算符對其進行賦值.

 

3.  拷貝構造函數不能由成員函數模版生成. 

struct X {
    template<typename T>
    X( const T& );    // NOT copy ctor, T can't be X

    template<typename T>
    operator=( const T& );  // NOT copy ass't, T can't be X
};

原因很簡單, 成員函數模版並不改變語言的規則,而語言的規則說,如果程序需要一個拷貝構造函數而你沒有聲明它,那麼編譯器會爲你自動生成一個. 所以成員函數模版並不會阻止編譯器生成拷貝構造函數, 賦值運算符重載也遵循同樣的規則.(參見Effective C++ 3edition, Item45)

二 針對上面作者的討論，理解更深了，但是下面我還是會給出一個一般的標準的實現和注意事項：

#include "stdafx.h"
#include "stdio.h"
#include <iostream>
#include <string>


struct Test1 
{
    Test1() { }
    Test1(int i) { id = i; }
    Test1(const Test1& test)
    {
        id = test.id;
    }
    Test1& operator = (const Test1& test)
    {
        if(this == &test)
            return *this;
        id = test.id;
        return *this;
    }
    int id;
};

class Test2
{
public:
    Test2(){ m_pChar = NULL;}
    Test2(char *pChar) { m_pChar = pChar;}
    Test2(int num) 
    { 
        m_pChar = new char[num];
        for(int i = 0; i< num; ++i)
            m_pChar[i] = 'a';
        m_pChar[num-1] = '/0';
    }
    Test2(const Test2& test)
    {
        char *pCharT = m_pChar;

        m_pChar = new char[strlen(test.m_pChar)];
        strcpy(m_pChar, test.m_pChar);

        if(!pCharT)
            delete []pCharT;
    }
    Test2& operator = (const Test2& test)
    {
        if(this == &test)
            return *this;

        char *pCharT = m_pChar;
        m_pChar = new char[strlen(test.m_pChar)];
        strcpy(m_pChar, test.m_pChar);

        if(!pCharT)
            delete []pCharT;

        return *this;
    }
private:
    char *m_pChar;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    const Test1 ts(1); // Test1()
    const Test1* p_ts = &ts;
    const Test1 ts2(ts); //Test(const Test1& test)
    const Test1 ts3 = ts; //Test(const Test1& test)
    Test1 ts4; ts4 = ts;  //Test1& operator = (const Test1& test)

    Test2 t(5);
    Test2 t2(t);
    Test2 t3 = t2;
    Test2 t4; t4 = t;
    return 0;
}